Solid State Physics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Mihaly, Laszlo/ Martin, Michael C.

出品人:

页数:280

译者:

出版时间:1996-7

价格:$ 90.40

装帧:Pap

isbn号码:9780471152873

丛书系列:

图书标签:

固体物理
凝聚态物理
物理学
材料科学
半导体
晶体结构
能带理论
电子态
物理教材
高等教育

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具体描述

The ideal supplement to the standard texts in condensed matter physics Solving homework problems is the single most effective way for students to familiarize themselves with the language and details of solid state physics. Testing problem--solving ability is the best means at the professor's disposal for measuring student progress at critical points in the learning process. This book enables any instructor to supplement end--of--chapter textbook assignments with a large number of challenging and engaging practice problems and discover a host of new ideas for creating exam questions. Designed to be used in tandem with any of the excellent textbooks on this subject, Solid State Physics: Problems and Solutions provides a self--study approach through which advanced undergraduate and first--year graduate students can develop and test their skills while acclimating themselves to the demands of the discipline. Each problem has been chosen for its ability to illustrate key concepts, properties, and systems, knowledge of which is crucial in developing a complete understanding of the subject, including: Crystals, diffraction, and reciprocal lattices. Phonon dispersion and electronic band structure. Density of states. Transport, magnetic, and optical properties. Interacting electron systems. And more

《固态物理》：超越晶体与能带的物理世界书名：《固态物理》内容提要：本书旨在为读者提供一个全面、深入且富有洞察力的固体物理学导论，其重点并非局限于传统的晶格结构、能带理论和简单的低能激发模型。相反，我们致力于探索固体内部更复杂、更动态的物理现象，涵盖了从非晶态系统、准晶体到复杂拓扑材料的广阔领域，并深入研究了强关联效应、非平衡态动力学以及材料在极端条件下的量子行为。本书的结构清晰，内容涵盖了固体物理学的核心概念，同时大胆地引入了前沿的研究方向，力求构建一个多维度、跨尺度的物理图景。 --- 第一部分：结构的超越性与无序的复杂性传统的固体物理学以完美周期性晶格为起点。然而，现实世界中充满了各种“非完美”的结构。本部分将目光投向这些结构，探讨其如何影响材料的宏观性质。第一章：晶体结构之外的秩序我们从准晶体的独特对称性开始。不同于布拉菲晶格的限制，准晶体展示出五重、八重甚至更高阶的旋转对称性。我们将详细解析其非晶格周期性的数学描述，包括潘罗斯铺晶以及更高维嵌入空间的方法。重点讨论准晶体中电子的局域化与传输特性，例如是否存在类能带结构但缺乏平移不变性所带来的奇特输运现象。第二章：无序的统计力学本章聚焦非晶态固体，如玻璃、非晶硅和高分子网络。无序带来的主要挑战是周期性假设的失效。我们将引入平均场理论和低维随机势模型（如Anderson无序模型）来理解电子的局域化现象。重点讨论格林函数方法在处理无序平均化中的应用，以及Mott-Hubbard转变在无序系统中的具体表现。此外，还将探讨结构弛豫过程中的能量景观、亚稳态以及跳跃导电机制，这些是理解玻璃转变的关键。第三章：低维与界面物理在低维系统中（如薄膜、纳米线和二维材料），量子尺寸效应显著增强。本章探讨了量子阱、量子线和量子点的能级结构。我们将详细分析范霍夫奇点在低维系统中的重要性，以及表面和界面对电子结构和化学活性的深刻影响。特别关注电子-声子耦合在界面处的非线性行为，这对于热电转换和催化性能至关重要。 --- 第二部分：电子的强关联与动态行为固态物理学的另一大挑战在于电子之间的相互作用。本部分将系统地探讨超越独立电子近似（如Bloch理论）的强关联系统，以及材料对时间变化的响应。第四章：强关联系统的多体理论当库仑相互作用$U$与电子的动能$t$处于同一数量级时，经典的能带理论失效。本章深入研究Hubbard模型的各种近似解法，包括平均场理论、变分簇近似（VCA）和动态平均场理论（DMFT）。我们将详细分析Mott绝缘体的形成机理，探讨电荷密度波（CDW）和磁性有序之间的竞争。此外，对激发态的描述将超越简单的准粒子概念，引入非对角长程序（NDRO）的讨论。第五章：拓扑物质的内禀几何拓扑物理是近年来固体物理的革命性进展。本章将材料的电子结构与拓扑不变量联系起来。我们将从数学上介绍Chern数、$mathbb{Z}_2$不变量等概念，并将其应用于拓扑绝缘体（TIs）和拓扑半金属的分类。重点分析狄拉克锥和Weyl点的物理意义，以及如何通过时间反演对称性或空间反演对称性的破缺来保护边缘态/表面态的鲁棒性。对手性异常和量子霍尔效应的非整数量子化也将进行深入探讨。第六章：非平衡态动力学与瞬态现象传统固体物理大多关注平衡态性质。本部分考察材料在受到超快激光脉冲或强电场激发后的瞬态响应。我们将介绍描述电子-声子-自旋系统耦合的密度矩阵方法和非平衡玻尔兹曼输运方程。重点分析光激发下的相变，例如从半导体到金属的瞬态转变，以及电子-空穴复合和能量弛豫路径的动力学细节。 --- 第三部分：宏观耦合与新兴交叉领域固体系统中的各种基本激发（电子、声子、自旋、缺陷）并非孤立存在，它们的耦合决定了材料的终极功能。第七章：多铁性与跨场耦合本章聚焦于材料中多种有序参数（如电极化、磁化、弹性形变）之间的相互作用。我们将详细分析磁电耦合效应的微观机制，区分第一类和第二类多铁性。内容将涵盖应力诱导的电畴壁运动、磁致伸缩效应的量子起源，以及如何利用这些耦合来设计新型传感器和存储器件。第八章：高温超导体的机制探索在经典BCS理论已无法解释的高温超导现象的背景下，本章将回顾局域配对模型和奇特配对对称性（如d波、p波）。我们将侧重于赝能隙相的性质，以及电子关联和晶格振动（声子）在这些材料中可能扮演的角色。对条纹相、电荷涨落和磁序与超导竞争关系的讨论将是核心内容。第九章：缺陷工程与材料功能化材料的宏观性能往往由微观的点缺陷、位错和晶界决定。本章将系统地研究缺陷的形成能与迁移率，尤其是在离子导体和半导体器件中。我们将使用密度泛函理论（DFT）结合高斯混合模型来计算复杂缺陷簇的能量景观，并讨论如何通过精确控制缺陷浓度来调控材料的导电性、发光效率和催化活性。 --- 总结与展望：本书超越了对晶体薛定谔方程的简单求解，转而关注几何、拓扑、动力学和强关联这四大前沿支柱。它要求读者具备扎实的量子力学和统计物理基础，并引导其进入固体物理学最活跃的研究前沿，为未来功能材料的理性设计提供坚实的理论框架。通过对这些复杂系统的深入剖析，读者将能更好地理解从电子到宏观现象的完整物理链条。